The difrakce zvuk Vlastností je, že vlny se ohýbají na okrajích překážek nebo otvorů rovných nebo menších než jejich vlnová délka a pokračují v šíření. Přitom jsou zkresleni a čím menší je otvor, kterým procházejí, tím větší bude zkreslení..
Tuto vlastnost lze snadno ověřit pomocí vlnového kbelíku, který se skládá z podnosu naplněného vodou a zdroje, který generuje vlny umístěné na jednom konci. Zdroj může být stejně jednoduchý jako vibrující kovový pás.
Když je zdroj aktivován, je generováno vlnové čelo, které se pohybuje v zásobníku a ke kterému může být překážka vložena otvorem uprostřed. Vlnám se podaří obejít otvor a pokračovat v cestě, ale jejich tvar se změní podle velikosti štěrbiny, aby se jednou rozvinul.
Následující obrázek ukazuje stejné vlnoplochy procházející dvěma otvory různých velikostí..
Při zmenšení clony se vlna výrazně rozšíří a zakřiví. Na druhou stranu, pokud je otvor větší, deformace, kterou vlna zažije, je mnohem menší. Vlna pokračuje v postupu, ale nešíří se ani se tolik nerozvíjí.
Rejstřík článků
Zmíněné vlny byly vytvořeny ve vodě jednoduchého podnosu. V mnohem větším měřítku lze vidět difrakci vln kolem ostrovů na obrázku 1, protože vzdálenost mezi nimi je řádově jejich vlnové délky. To je klíčem k pochopení jevu difrakce..
Stejně jako v oceánu, i zvuk a světlo prožívají difrakci, i když světlo samozřejmě vyžaduje mnohem menší clony, protože vlnové délky viditelného světla jsou mezi 400 a 700 nanometry nebo biliony metru..
Například malé částice v atmosféře působí jako překážky pro rozptýlení světla, což způsobuje, že kroužky jsou vidět kolem velmi světelných objektů, jako je světlo a slunce..
Na druhou stranu difrakci usnadňují zvukové vlny, protože jejich vlnová délka je řádově metrů, takže k tomu stačí velikost otvorů dveří a oken..
Difrakce je jedinečná vlastnost vln. Představme si na chvíli, že místo vody to byl proud kuliček, které prošly otvory.
Proud kuliček se bude i nadále pohybovat po přímce, místo aby se okamžitě rozptýlil po dostupném prostoru, jak to dělají vlny. Částice materiálu na makroskopické úrovni rozhodně nepodléhají difrakci, ale elektrony, i když mají hmotnost, ano..
Z tohoto důvodu musí být všechny fyzikální jevy, které se projevují difrakcí, vlnového typu. Další dvě charakteristické vlastnosti jsou interference a polarizace, přičemž lom a odraz jsou stejně použitelné pro částice hmoty..
Jedna osoba může mluvit s druhou, i když je mezi nimi místnost, a my můžeme slyšet hudbu a hlasy přicházející z jiných míst, protože zvukové vlnové délky jsou srovnatelné velikosti nebo větší než běžné předměty.
Pokud jste v místnosti sousedící s jinou, kde hraje hudba, nižší tóny budou lépe slyšet. Je to proto, že mají vlnové délky delší než ty akutní, víceméně rozměry dveří a oken, takže nemají problém se v nich rozptylovat, viz následující obrázek.
Difrakce také umožňuje slyšet hlasy lidí, než je uvidí a narazí do nich za rohem, protože to je překážka, která rozptyluje vlny.
Zvuk se také docela dobře odráží od stěn, takže obě vlastnosti se kombinují, aby zvuk docela dobře ohnul rohy..
Zvuk hromu v dálce umožňuje rozlišit vzdálené od bližších, protože ty jsou vnímány jako ostré a suché, spíše jako cvakání a menší dunění, protože stále existují vysoké frekvence (nejvyšší zvuky)..
Naproti tomu vzdálené hromy dunějí a jsou více basové, díky nízkým frekvencím s dlouhými vlnovými délkami jsou schopny obejít překážky a cestovat dále. Vyšší komponenty se během cesty ztrácejí, protože jejich vlnová délka je menší.
Určitě jste si při jízdě městem nebo horskými oblastmi všimli, že příjem některých rozhlasových stanic mizí nebo ztrácí kvalitu, aby se znovu objevil později.
Rádiové vlny mohou cestovat na velké vzdálenosti, ale také se setkávají s difrakcí, když se setkají s budovami ve městě nebo jinými překážkami, jako jsou kopce a hory..
Naštěstí díky difrakci mohou tyto překážky překonat, zvláště pokud je vlnová délka srovnatelná s jejich velikostí. Čím delší je vlnová délka, tím pravděpodobnější bude vlna schopná obejít překážku a pokračovat v cestě.
Podle pásma, ve kterém se nachází, může mít jedna stanice lepší příjem než jiná. Vše závisí na vlnové délce, která souvisí s frekvencí a rychlostí jako:
c = λ.F
V této rovnici C je rychlost, λ je vlnová délka a F je frekvence. Elektromagnetické vlny se pohybují rychlostí světla přibližně 300 000 km / s ve vakuu.
Stanice v pásmu AM, jejichž frekvence se pohybují v rozmezí 525–1610 kHz, mají tedy větší pravděpodobnost difrakce než stanice v pásmu FM s 88–108 MHz..
Jednoduchý výpočet s výše uvedenou rovnicí ukazuje, že vlnové délky AM jsou mezi 186 a 571 m, zatímco pro stanice FM jsou tyto vlnové délky mezi 2,8 a 3,4 m. Vlnové délky stanic FM se blíží velikosti překážek, jako jsou budovy a hory.
Když světlo prochází úzkou štěrbinou, místo toho, aby bylo vidět celou rovnoměrně osvětlenou oblast na druhé straně, je vidět charakteristický vzor složený ze širší střední světelné zóny, lemované tmavými pásy střídanými s užšími světlými pásy.
V laboratoři umožňuje velmi dobře naostřený staromódní žiletka a paprsek monochromatického světla z laseru ocenit tento difrakční obrazec, který lze analyzovat pomocí zobrazovacího softwaru.
Světlo také prochází difrakcí, když prochází několika otvory. Jedním zařízením, které se používá k analýze chování světla při tom, je difrakční mřížka, která se skládá z mnoha rovnoměrně rozmístěných paralelních štěrbin..
Difrakční mřížka se používá v atomové spektroskopii k analýze světla přicházejícího z atomů a je také základem pro vytváření hologramů podobných těm na kreditních kartách..
Zatím žádné komentáře